CN110061653A - 振动型马达和透镜驱动装置 - Google Patents
振动型马达和透镜驱动装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110061653A CN110061653A CN201910044094.5A CN201910044094A CN110061653A CN 110061653 A CN110061653 A CN 110061653A CN 201910044094 A CN201910044094 A CN 201910044094A CN 110061653 A CN110061653 A CN 110061653A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vibration
- protrusion
- slidingsurface
- motors
- oscillator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 17
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/0015—Driving devices, e.g. vibrators using only bending modes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
- H02N2/0065—Friction interface
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/103—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
- H02N2/0055—Supports for driving or driven bodies; Means for pressing driving body against driven body
- H02N2/006—Elastic elements, e.g. springs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
提供振动型马达和透镜驱动装置。振动型马达包括:振子,其包括突起部并且通过施加驱动电压而振动;摩擦构件,其具有由弯曲表面形成的滑动表面,滑动表面与突起部接触;以及加压单元,其构造为利用加压力使振子压靠摩擦构件,其中,通过振动在滑动表面的切线方向上产生驱动力以相对于振子驱动摩擦构件,突起部分别配置于振动的节点附近,通过振动使各突起部产生椭圆运动,并且以相对于滑动表面的弯曲表面具有预定角度的倾斜的方式产生椭圆运动。
Description
技术领域
本发明涉及振动型马达,并且涉及使用该振动型马达的透镜驱动装置。
背景技术
超声波马达尽管尺寸相对小但具有高输出和安静的特征。因此,超声波马达被用于例如驱动相机用可更换镜头内部的透镜。存在如下的超声波马达:该超声波马达使用与线性驱动系统和转动驱动系统都兼容的振动片型振子(vibrating reed type vibrator)。在日本特开2004-304887号公报和日本特开2005-328628号公报中公开的超声波马达是使用振动片型振子的转动驱动型超声波马达的示例。振动片型振子配置于具有圆筒形状的摩擦构件的侧表面。通过振子产生的椭圆运动被传递到摩擦构件,从而驱动摩擦构件转动。
优选的是,振子与摩擦构件在产生椭圆运动且速度(在下文中被称为“切线速度”)高的点处接触。然而,在产生椭圆运动的点处的切线速度不恒定。因而,存在如下的问题:当振子与摩擦构件在切线速度低的点处接触时,驱动效率降低。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的是提供具有高驱动效率的振动型马达。
为了解决上述问题,根据本发明的一个实施方式,提供一种振动型马达,其包括:振子,其包括突起部,并且通过施加驱动电压而振动;摩擦构件,其具有由弯曲表面形成的滑动表面,所述滑动表面与所述突起部接触;以及加压单元,其构造为利用加压力使所述振子压靠所述摩擦构件,其中通过所述振动在所述滑动表面的切线方向上产生驱动力以相对于所述振子驱动所述摩擦构件,所述突起部分别配置于所述振动的节点附近,各所述突起部通过所述振动产生椭圆运动,并且以相对于所述滑动表面的所述弯曲表面具有预定角度的倾斜的方式产生所述椭圆运动。
根据本发明,还提供一种透镜驱动装置,其包括:上述振动型马达;光学透镜;透镜保持构件,其构造为保持所述光学透镜并且具有被接合部;引导机构,其构造为在所述光学透镜的光轴方向上直线地引导所述透镜保持构件;以及凸轮机构,其具有用于与所述被接合部接合的凸轮槽,其中,通过使用所述振动型马达,通过以直接方式和间接方式中的任意一种方式驱动所述凸轮机构转动来沿着所述引导机构驱动所述光学透镜。
根据本发明的实施方式,能够提供具有高驱动效率的振动型马达。
从以下参照附图对示例性实施方式的说明,本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的振动型马达10的分解立体图。
图2是根据本发明的实施方式的振动型马达10的主视图。
图3A和图3B均为用于示出根据本发明的振子11的振动模式的示意图。
图4是用于示出根据本发明的实施方式的振动型马达10的突起部13a附近的椭圆运动(EM)的放大图。
图5是用于示出本发明的效果的图。
图6A是用于示出本发明的实施例1的构造的视图。
图6B是用于示出本发明的实施例1的变型例1的视图。
图7是用于示出本发明的实施例2的构造的视图。
图8是用于示出本发明适用的透镜驱动装置的截面图。
图9是用于示出现有技术示例的构造的视图。
具体实施方式
现在将根据附图详细说明本发明的优选实施方式。
现在说明根据本发明的实施方式的振动型马达10(超声波马达)。图1是振动型马达10的分解立体图,图2是沿转动驱动器的转动轴线A1的方向观察的振动型马达10的主视图。振动型马达10主要包括振子11、摩擦构件14、用于振子11和摩擦构件14的保持单元H以及用于振子11的加压单元P。保持单元H包括保持板H1、固定构件H2和滚动球H3。各加压单元P均包括加压弹簧P1、加压板P2和毡片P3。
各振子11均具有例如弹性构件13和片状形状的压电元件12彼此结合的结构。压电元件12由例如锆钛酸铅(PZT)形成。弹性构件13由例如不锈钢的金属片(sheet metal)形成。各弹性构件13均包括两个突起部13a和被保持部13b。当适当的驱动电压(频率落在超声波范围内的高频电压)施加于压电元件12时,振子11引起高频振动(超声波振动)以在各突起部13a的末端处产生椭圆运动(EM)(图4)。各保持板H1的一端结合并固定到振子11的相应被保持部13b,而保持板H1的另一端结合并固定到固定构件H2。各保持板H1是例如薄金属片,并且在不阻碍振子11的振动的情况下将振子11联接到固定构件H2。
摩擦构件14是环状形状的金属构件并且具有滑动表面14a,振子11的突起部13a与该滑动表面14a接触。滑动表面14a是以摩擦构件14的转动轴线A1作为曲率中心的弯曲表面或者以与转动轴线A1接近一致的轴线作为曲率中心的弯曲表面。摩擦构件14可以具有在无穷远处的曲率中心并且具有由弯曲表面形成的滑动表面14a。摩擦构件14具有V形槽14g,而固定构件H2具有V形槽H2g,以便与V形槽14g对应。三个滚动球H3夹在V形槽14g与V形槽H2g之间,使得摩擦构件14以仅可绕着转动轴线A1相对于固定构件H2转动的方式被保持。保持板H1、固定构件H2和滚动球H3形成保持单元H。
各加压弹簧P1是板簧并且利用螺钉15以弹性变形状态固定于固定构件H2。通过加压板P2和毡片P3的中介,利用由加压弹簧P1的弹性变形产生的反作用力引起的加压力F1使振子11压靠摩擦构件14,从而使突起部13a压靠滑动表面14a。加压弹簧P1、加压板P2和毡片P3形成加压单元P。
在上述构造中,当振子11振动使得各突起部13a产生椭圆运动EM(图4)时,沿突起部13a和摩擦构件14的滑动表面14a之间的切线方向产生驱动力F2,使得能够绕着转动轴线A1相对驱动摩擦构件14(使摩擦构件14能够绕着转动轴线A1转动)。振动型马达10由上述构件构成。
现在将参照图3A和图3B说明根据本发明的振动型马达10的振子11的振动模式。图3A是引起振子11的各突起部13a产生由箭头指示的往复运动M1、以使突起部13a主要沿滑动表面14a的切线方向移位的振子11的振动的图示。上述振动被称为“第一振动”。图3B是引起各突起部13a产生由箭头指示的往复运动M2、以使突起部13a主要沿使突起部13a与滑动表面14a彼此接触和分离的方向移位的振动的图示。上述振动被称为“第二振动”。第一振动具有多个节点N1。在图3A中,用虚线指示三个节点N1。在振子11的长度方向两端处的两个节点N1分别位于突起部13a附近。第二振动具有多个节点N2。在图3B中,由虚线指示两个节点N2。通过产生相同频率的第一振动和第二振动,在各突起部13a与滑动表面14a接触的接触点13c处产生椭圆运动EM。在日本特开2004-304887号公报中公开了产生第一振动和第二振动的方法的细节,因此,在这里省略其详细的说明。
接下来,说明现有技术示例中的超声波马达。图9是示出现有技术超声波马达的振子91和摩擦构件94的视图。在现有技术超声波马达中,使振子91的突起部93a压靠摩擦构件94的滑动表面94a。
在振子91中,突起部93a被配置于第一振动的位于振子91的长度方向两端处的节点N1的正下方。此时,在各突起部93a与滑动表面94a接触的接触点93c处产生的椭圆运动EM在图9中的上下方向和左右方向上具有接近对称的形状。未考虑椭圆运动EM相对于滑动表面94a的倾斜。因此,突起部93a不能以高速在接触点93c处与滑动表面94a接触。结果,驱动效率被不利地降低。
接下来,说明根据本发明的实施方式的振动型马达10的各振子11中产生的椭圆运动EM。图4是示出突起部13a与滑动表面14a接触的接触点13c附近的椭圆运动EM的放大图。其示出了椭圆运动EM相对于滑动表面14a以角度θ倾斜的状态,在经过转动轴线A1和接触点13c的虚线与平行于椭圆运动EM的短轴(幅度b)的实线之间形成角度θ。此时,突起部13a与滑动表面14a在如下的点接触:在椭圆运动EM的长轴(幅度a)与经过椭圆运动EM的中心和该点的线之间形成角度Ψ。在该情况下,在接触点13c处沿切线方向的速度被称为“切线速度V”。
当通过第一振动产生的椭圆运动EM在接触点13c处的幅度是幅度“a”并且通过第二振动产生的椭圆运动EM在接触点13c处的幅度是幅度“b”时,用表达式1表达在如下的点处沿切线方向的切线速度V:在椭圆运动EM的长轴(幅度a)与经过椭圆运动EM的中心和该点的线之间形成角度Ψ。
V=((2πaf sin(Ψ))2+(2πbf cos(Ψ))2)1/2表达式1
用表达式2表达角度θ与角度Ψ之间的关系。
tan(θ)=2πbf cos(Ψ)/2πaf sin(Ψ)=b/a/tan(Ψ)表达式2
根据表达式1和表达式2,在图5中示出椭圆运动EM相对于滑动表面14a倾斜的角度θ与接触点13c处的切线速度V之间的关系。通常,当以高速度驱动振动型马达10时,幅度“a”被设定为大于幅度“b”。因此,在图5中,幅度“a”与幅度“b”的比被作为常规值、即a:b=2:1来计算。根据图5,能够理解的是,角度θ越小,切线速度越高。具体地,滑动表面14a相对于椭圆运动EM的倾斜的角度θ越小,突起部13a能够以越高的速度在接触点13c处与滑动表面14a接触。在本发明中,倾斜的角度θ被优化成使得相对于滑动表面14a的弯曲表面以预定角度θ产生椭圆运动EM,从而提供具有高驱动效率的振动型马达。
(实施例1)
现在说明本发明的实施例1的振动型马达10。图6A是示出实施例1的振动型马达10的振子11的构造的视图,并且是沿转动轴线A1的方向观察的突起部13a与摩擦构件14接触的状态的图示。各突起部13a与摩擦构件14接触的接触点13c从第一振动的相应节点N1在滑动表面14a的切线方向上向内错开。利用上述构造,形成于第一直线L1(实线)和第二直线L2的延长线(虚线)之间的角度θ能够被设定为10度以下,其中第一直线L1连接第一振动的节点N1和最靠近节点N1的接触点13c,第二直线L2连接作为滑动表面14a的曲率中心的转动轴线A1与接触点13c。
在实施例1的振动型马达10中,通过使突起部13a从第一振动的相应节点N1稍向内错开使得突起部13a位于第一振动的节点N1附近来实现几何关系。于是,如图6A所示,当各突起部13a配置于从进给振动(第一振动)的相应节点N1错开的位置时,在各突起部13a的末端产生的椭圆运动EM沿着第一直线L1倾斜。于是,能够优化(减小)椭圆运动EM相对于滑动表面14a倾斜的角度。具体地,在实施例1中,当各突起部13a的位置在滑动表面14a的切线方向上错开时,能够调节第一直线L1和第二直线L2之间形成的角度θ。利用上述构造,能够以相对于滑动表面14a的弯曲表面以预定角度倾斜的方式产生椭圆运动EM,因而突起部13a能够与滑动表面14a在切线速度V高的点处接触。因而,能够提供具有高驱动效率的振动型马达10。在振子11不振动的状态下,沿转动轴线A1的方向观察,在滑动表面14a的切线方向上,接触点13c处于从第一振动的相应节点N1错开的位置。
接下来,说明本发明的实施例1的振动型马达10的效果。如图5所示,切线速度V随着角度θ增加而减小。此时,切线速度V的最大值与最小值之间的差被定义为最大速度减小量ΔVmax。于是,当角度θ等于或小于10度时,切线速度V的速度减小ΔV能够减小到小于最大速度减小量ΔVmax的10%。在现有技术示例中,角度θ为大的值。因此,切线速度V小,因而驱动效率降低。然而,在本发明的实施例1的振动型马达10中,能够通过将角度θ设定为10度以下来实现高的切线速度V。如上所述,当第二直线L2的延长线与第一直线L1之间形成的角度为10度以下时,各突起部13a能够与摩擦构件14在如下的位置接触:在该位置处,在椭圆运动EM中速度足够高。因而,能够以高的效率驱动摩擦构件14转动。
现在说明本发明的实施例1的振动型马达10特别有效的范围。如图6A所示,滑动表面14a在被沿着与转动轴线A1正交的平面切断时具有接近圆形的截面形状。滑动表面14a的接近圆形的形状具有直径Φ。此外,两个突起部13a的接触点13c之间的距离被定义为D。此时,在经过转动轴线A1的竖直线与经过转动轴线A1和接触点13c的线之间形成的角度α、接触点13c之间的在正交于转动轴线A1的平面上的距离D以及滑动表面14a的直径Φ满足表达式3。
Sinα=(D/2)/(Φ/2)=D/Φ表达式3
当根据表达式3计算允许角度α变为10度以上的距离D与直径Φ之间的关系时,获得表达式4。
D/Φ>0.17 表达式4
在接触点13c未被设计为在滑动表面14a的切线方向上从第一振动的相应节点N1正下方的点主动地错开的情况下,滑动表面14a在角度α增加时相对于椭圆运动EM倾斜。因而,有助于在接触点13c处的接触。当接触点13c未被配置为从第一振动的相应节点N1正下方的点错开时,在角度α为10度以上时,角度θ变为等于或大于10度。因而,降低驱动效率。如上所述,即使当角度α为10度以上时,也能够通过将角度θ设定为10度以下来以高的效率驱动摩擦构件14转动。
(变型例1)
在本发明的实施例1中,用于驱动摩擦构件14转动的转动驱动系统采用振子11位于具有环状形状的摩擦构件14的外侧表面的配置。图6B是具有振子11位于摩擦构件14的内侧表面的配置的、用于驱动摩擦构件14转动的转动驱动系统的变型例1的图示。在变型例1中,各突起部13a与滑动表面14a接触的接触点13c相对于第一振动的相应节点N1在滑动表面14a的切线方向上向外错开距离S2。利用上述构造,在第一直线L1(实线)与第二直线L2(虚线)之间形成的角度θ能够被设定为10度以下,其中第一直线L1连接第一振动的节点N1和最靠近节点N1的接触点13c,第二直线L2连接作为滑动表面14a的曲率中心的转动轴线A1和接触点13c。利用上述构造,能够以相对于滑动表面14a的弯曲表面以预定角度倾斜的方式产生椭圆运动EM,因而突起部13a能够与滑动表面14a在切线速度V高的点处接触。因而,能够提供具有高驱动效率的振动型马达10。
(实施例2)
现在说明本发明的实施例2的振动型马达20。振动型马达20的构造与实施例1的构造类似。具体地,振动型马达20包括振子21、摩擦构件24、用于振子21和摩擦构件24的保持单元H以及用于振子21的加压单元P。振动型马达20的主要构造与实施例1中的相同,因此在这里省略其说明。
图7的(A)是示出实施例2的振动型马达20的振子21的构造的视图,并且是沿转动轴线A1的方向观察突起部23a与摩擦构件24接触的状态的图示。振子21具有突起部23a,各突起部23a均具有在其末端形成的弯曲形状23d。弯曲形状23d以第一振动的节点N1作为曲率中心。实施例2与实施例1在上述构造上不同。此外,在实施例2中,突起部23a的弯曲形状23d的曲率中心与第一振动的相应节点N1接近一致。利用上述构造,能够产生相对于滑动表面24a的弯曲表面以预定角度倾斜的椭圆运动EM。因而,突起部23a能够与滑动表面24a在切线速度V高的点处接触。因而,能够提供具有高驱动效率的振动型马达20。
与实施例1的振动型马达10的振子11类似,突起部23a与滑动表面24a接触的接触点23c在滑动表面24a的切线方向上从第一振动的相应节点N1向内错开距离S3。利用上述构造,在第一直线L1(实线)与第二直线L2的延长线(虚线)之间形成的角度θ能够被设定为10度以下,其中第一直线L1连接第一振动的节点N1和最靠近节点N1的接触部23c,第二直线L2连接作为滑动表面24a的曲率中心的转动轴线A1和接触点23c。
在实施例2的振动型马达20中,通过使突起部23a从第一振动的相应节点N1稍向内错开使得突起部23a位于第一振动的节点N1附近来实现几何关系。于是,如图7的(A)所示,当各突起部23a配置于从进给振动(第一振动)的相应节点N1错开的位置时,在各突起部23a的末端产生的椭圆运动EM沿着第一直线L1倾斜。能够减少各椭圆运动EM相对于滑动表面24a的倾斜。具体地,在实施例2中,突起部23a的位置在滑动表面24a的切线方向上错开。结果,第一直线L1和第二直线L2的延长线之间形成的角度θ能够被调节。利用上述构造,能够以相对于滑动表面24a的弯曲表面以预定角度倾斜的方式产生椭圆运动EM。因而,突起部23a能够与滑动表面24a在切线速度V高的点处接触。因而,能够提供具有高驱动效率的振动型马达20。
(变型例2)
在本发明的实施例1中,能够通过错开突起部13a在滑动表面14a的切线方向上的位置来调节第一直线L1与第二直线L2的延长线之间形成的角度θ。然而,每次改变摩擦构件14的直径Φ,就需要调节各振子11的突起部13a的位置或者需要额外制造另一振子11。另一方面,在弯曲形状23d(在实施例2的振子21的情况下,弯曲形状23d形成于突起部23a的末端)以第一振动的相应节点N1作为曲率中心的情况下,当摩擦构件24的直径Φ改变时,接触点23c移动到适当位置而振子21的结构不变。
图7的(A)是摩擦构件24的直径Φ(曲率半径)大的情况的图示,图7的(B)是当直径Φ如变型例2一样小时振子21的图示。当该直径Φ小于直径Φ大的情况下的直径Φ时,接触点23c如箭头S3所指示的在振子21中向内移位。利用上述构造,第一直线L1与第二直线L2的延长线之间形成的角度θ能够被维持在10度以下。
现在说明本发明的实施例2和变型例2的振动型马达20的功能和效果。在振动型马达20中,突起部23a能够与摩擦构件24在椭圆运动EM中速度足够高的点处接触。因而,能够以高的效率驱动摩擦构件24转动。此外,在振动型马达20中,能够在不改变振子21的设计的情况下获得以有效率的方式驱动直径Φ具有多个值的摩擦构件24转动的效果。此外,如同在实施例1中,特别有效且优选的是将本发明应用到满足表达式4的马达。
(适用例)
接下来,说明根据本发明的振动型马达10适用的透镜驱动装置。图8是作为内置有根据本发明的振动型马达10的透镜驱动装置的镜筒100的截面图。镜筒100可移除地安装于镜头可更换式摄像设备(未示出)。
振动型马达10被用作用于驱动内置于镜筒100中的调焦透镜组G(透镜G1、G2和G3被统称为光学透镜)的致动器。镜筒100相对于致动器的作为镜筒100的光轴OA(转动轴线A1)的转动轴线A1具有接近转动对称的形状。因此,在图8中仅示出镜筒100的上半部分。在图8中省略了调焦透镜组G之外的透镜和镜筒部件的图示。
镜筒100包括振动型马达10、固定筒C1至C5、缓冲构件1、转动构件2、转动辊3、转动辊保持构件4、焦点调节构件5、凸轮筒(凸轮机构)6、轴构件(被接合部)7、螺钉8、透镜保持构件9以及调焦透镜组G。在镜筒100中,振动型马达10的摩擦构件14被配置为能够被驱动从而绕着作为转动中心的光轴OA转动的可动部,而其它构件(诸如振子11和固定构件H2)被配置为不能被驱动转动的固定部。
利用例如螺钉(未示出)依次联接形成镜筒100的主体的固定筒C1、C2、C3和C4。固定筒C3保持振动型马达10的固定构件H2,而固定筒C4将作为可动部的摩擦构件14保持在可转动状态。
缓冲构件1固定于摩擦构件14并且与摩擦构件14一体地转动。转动构件2也与摩擦构件14和缓冲构件1一体地转动。各转动辊3绕着作为转动中心的中心线CL转动,并且被保持为接触与摩擦构件14一体地转动的转动构件2。转动辊保持构件4以可转动的方式保持转动辊3并且绕着作为转动中心的光轴OA转动。焦点调节构件5能够被操作者直接操作并且绕着作为转动中心的光轴OA转动。
凸轮筒6具有凸轮槽并且通过形成于固定筒C4的槽部(未示出)的中介联接到转动辊保持构件4,以便与转动辊保持构件4同时绕着作为转动中心的光轴OA转动。轴构件7与形成于凸轮筒6的凸轮槽接合并且利用螺钉8固定到透镜保持构件9。固定筒C5(引导机构)具有直线槽并且固定于固定筒C4。固定筒C5通过直线槽与轴构件7接合。轴构件7通过凸轮筒6的转动移动而在直线槽中直线移动。
透镜保持构件9被构造为保持调焦透镜组G并且被配置为可以通过轴构件7的中介相对于固定筒C5直线移动。尽管在图8中利用单个轴构件7保持透镜保持构件9,但是可以利用被配置于三个或更多个接近等角度位置的轴构件7保持透镜保持构件9。
利用上述构造,镜筒100具有以下移动机构。当振动型马达10的摩擦构件14转动时,转动构件2与其相关联地转动。伴随转动构件2的转动,转动辊3滚动。此时,通过抵靠固定筒C3和C4摩擦而使焦点调节构件5静止。此时,伴随转动辊3的滚动,转动辊保持构件4绕着作为中心的光轴OA转动。结果,调焦透镜组G用的透镜保持构件9通过凸轮筒6和固定筒C5的中介而直线移动。
与此同时,当操作焦点调节构件5时,通过摩擦使振动型马达10的摩擦构件14静止。使与摩擦构件14相关联地转动的转动构件2也静止。此时,与摩擦构件14在振动型马达10中转动的情况一样,调焦透镜组G用的透镜保持构件9能够通过转动辊3的滚动而直线移动。
本发明适用的透镜驱动装置是镜筒100,其中镜筒100包括光学透镜、被构造为保持光学透镜并且具有被接合部的透镜保持构件9、被构造为沿光轴OA的方向直线引导透镜保持构件9的引导机构以及具有用于与被接合部接合的凸轮槽的凸轮机构。此外,借助于振动型马达10的转动驱动通过多个部件的中介使凸轮机构间接转动以驱动光学透镜。即使在透镜的外径减小时,镜筒100也能够因能够应对直径的减小的振动型马达10而维持高的驱动效率。
尽管振动型马达10的驱动力F2通过多个部件的中介间接地传递到凸轮机构以使镜筒100中的凸轮机构转动,但是例如振动型马达10的摩擦构件14可以直接地固定于凸轮筒6以便直接地驱动凸轮机构。
如在实施例1的情况中,在根据本发明的用于透镜驱动装置的振动型马达10中,特别有效且优选的是将本发明应用于满足表达式4的振动型马达10。在根据本发明的透镜驱动装置中,可以使用包括突起部23a的振动型马达20,其中突起部23a均具有弯曲表面。可以在突起部23a的末端形成沿转动轴线的方向观察时以第一振动的节点N1作为曲率中心的弯曲表面,这是实施例2的特征。此外,在根据本发明的透镜驱动装置中,可以使用本发明的变型例1和变型例2。
虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释,以包含所有的这些变型、等同结构和功能。
Claims (10)
1.一种振动型马达,其包括:
振子,其包括突起部并且通过施加驱动电压而振动;
摩擦构件,其具有由弯曲表面形成的滑动表面,所述滑动表面与所述突起部接触;以及
加压单元,其构造为利用加压力使所述振子压靠所述摩擦构件,
其特征在于,通过所述振动在所述滑动表面的切线方向上产生驱动力以相对于所述振子驱动所述摩擦构件,
所述突起部分别配置于所述振动的节点附近,
各所述突起部通过所述振动产生椭圆运动,并且
以相对于所述滑动表面的所述弯曲表面具有预定角度的倾斜的方式产生所述椭圆运动。
2.根据权利要求1所述的振动型马达,其中,各所述突起部的末端形成为具有弯曲形状,并且当所述弯曲形状的曲率中心与所述节点中的相应一者接近一致时,以具有所述倾斜的方式产生所述椭圆运动。
3.根据权利要求1或2所述的振动型马达,其中,
所述摩擦构件绕着转动轴线相对于所述振子转动,
所述弯曲表面以与所述转动轴线接近一致的轴线作为曲率中心,
在沿所述转动轴线的方向观察时,各所述突起部与所述滑动表面接触的接触点配置于从所述振动的所述节点中的相应一者在所述滑动表面的所述切线方向上错开的位置,并且
通过将在第一直线与第二直线的延长线之间形成的角度设定为10度以下来以具有所述倾斜的方式产生所述椭圆运动,其中,所述第一直线连接所述接触点和所述节点中的最靠近所述接触点的一者,所述第二直线连接所述转动轴线和所述接触点。
4.根据权利要求3所述的振动型马达,其中,
当所述突起部的所述接触点之间的距离为D、沿着正交于所述转动轴线的平面切断的所述滑动表面具有圆形形状并且所述圆形形状的直径为Φ时,
满足D/Φ>0.17。
5.根据权利要求3所述的振动型马达,其中,在未通过所述振子产生振动的状态下,在沿所述转动轴线的方向观察时,各所述接触点处于从所述振动的所述节点中的相应一者在所述滑动表面的所述切线方向上错开的位置。
6.根据权利要求1或2所述的振动型马达,其中,所述振子包括至少两个突起部。
7.根据权利要求1或2所述的振动型马达,其中,所述振动包括使各所述突起部沿所述滑动表面的所述切线方向移位的第一振动。
8.根据权利要求1或2所述的振动型马达,其中,所述摩擦构件包括环状摩擦构件。
9.根据权利要求1或2所述的振动型马达,其中,所述振动包括落在超声波范围内的频率的高频振动,并且所述振动型马达包括超声波马达。
10.一种透镜驱动装置,其特征在于,所述透镜驱动装置包括:
根据权利要求1至9中任一项所述的振动型马达;
光学透镜;
透镜保持构件,其构造为保持所述光学透镜并且具有被接合部;
引导机构,其构造为在所述光学透镜的光轴方向上直线地引导所述透镜保持构件;以及
凸轮机构,其具有用于与所述被接合部接合的凸轮槽,
其中,通过使用所述振动型马达,通过以直接方式和间接方式中的任意一种方式驱动所述凸轮机构转动来沿着所述引导机构驱动所述光学透镜。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018006301A JP6619827B2 (ja) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | 振動型モータ及びレンズ駆動装置 |
JP2018-006301 | 2018-01-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110061653A true CN110061653A (zh) | 2019-07-26 |
CN110061653B CN110061653B (zh) | 2023-04-28 |
Family
ID=67214373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910044094.5A Active CN110061653B (zh) | 2018-01-18 | 2019-01-17 | 振动型马达和透镜驱动装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11088636B2 (zh) |
JP (1) | JP6619827B2 (zh) |
CN (1) | CN110061653B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111092566A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-01 | 睿恩光电有限责任公司 | 压电式马达、相机装置及电子设备 |
WO2024152279A1 (zh) * | 2023-01-19 | 2024-07-25 | 南通斯密特森光电科技有限公司 | 望远镜的聚焦机构和装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2599489B (en) | 2020-08-31 | 2024-05-15 | Canon Kk | Vibration type actuator, rotationally driving apparatus, and image pickup apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1520020A (zh) * | 1998-12-21 | 2004-08-11 | ������������ʽ���� | 压电驱动装置 |
JP2014007917A (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-16 | Seiko Epson Corp | 圧電アクチュエーターの駆動方法、圧電アクチュエーター、ロボットハンド、ロボット、搬送装置、電子部品搬送装置および電子部品検査装置 |
CN105071691A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-11-18 | 新思考电机有限公司 | 压电促动器、线性驱动装置和电子设备 |
JP2016101023A (ja) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ及びそれを有する光学装置 |
US20160349477A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration type motor, and lens drive apparatus, lens unit and image pickup apparatus using vibration type motor |
CN106329984A (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 佳能株式会社 | 振动波马达和利用该振动波马达的驱动器 |
CN107143187A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-08 | 燕山大学 | 多层板式sma‑压电复合摩擦阻尼器 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7025512B2 (en) * | 2002-08-27 | 2006-04-11 | Pentax Corporation | Retracting mechanism of a retractable lens |
JP2004304887A (ja) | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Canon Inc | 振動型駆動装置 |
JP4576154B2 (ja) | 2004-05-13 | 2010-11-04 | オリンパス株式会社 | 超音波モータ |
KR101817651B1 (ko) * | 2011-02-11 | 2018-02-21 | 삼성전자주식회사 | 줌 렌즈 경통 조립체 |
KR20160019968A (ko) * | 2013-06-28 | 2016-02-22 | 캐논 가부시끼가이샤 | 진동파 구동 디바이스, 진동파 모터용 스테이터, 진동파 모터, 구동 제어 시스템, 광학 장치, 및 진동파 구동 디바이스의 제조 방법 |
-
2018
- 2018-01-18 JP JP2018006301A patent/JP6619827B2/ja active Active
-
2019
- 2019-01-11 US US16/246,365 patent/US11088636B2/en active Active
- 2019-01-17 CN CN201910044094.5A patent/CN110061653B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1520020A (zh) * | 1998-12-21 | 2004-08-11 | ������������ʽ���� | 压电驱动装置 |
JP2014007917A (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-16 | Seiko Epson Corp | 圧電アクチュエーターの駆動方法、圧電アクチュエーター、ロボットハンド、ロボット、搬送装置、電子部品搬送装置および電子部品検査装置 |
CN105071691A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-11-18 | 新思考电机有限公司 | 压电促动器、线性驱动装置和电子设备 |
JP2016101023A (ja) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ及びそれを有する光学装置 |
US20160349477A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration type motor, and lens drive apparatus, lens unit and image pickup apparatus using vibration type motor |
CN106329984A (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 佳能株式会社 | 振动波马达和利用该振动波马达的驱动器 |
CN107143187A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-08 | 燕山大学 | 多层板式sma‑压电复合摩擦阻尼器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111092566A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-01 | 睿恩光电有限责任公司 | 压电式马达、相机装置及电子设备 |
WO2024152279A1 (zh) * | 2023-01-19 | 2024-07-25 | 南通斯密特森光电科技有限公司 | 望远镜的聚焦机构和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11088636B2 (en) | 2021-08-10 |
CN110061653B (zh) | 2023-04-28 |
US20190222147A1 (en) | 2019-07-18 |
JP2019126211A (ja) | 2019-07-25 |
JP6619827B2 (ja) | 2019-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110061653A (zh) | 振动型马达和透镜驱动装置 | |
JP7202372B2 (ja) | 圧電駆動ユニット | |
US10972019B2 (en) | Ultrasonic motor and lens driving apparatus | |
JP6271963B2 (ja) | 振動型アクチュエータ | |
US10541630B2 (en) | Manufacturing method of vibrator | |
JP6570335B2 (ja) | 振動型アクチュエータ、レンズ駆動装置および超音波モータ | |
CN102916608A (zh) | 超声波马达和包括该超声波马达的镜头设备 | |
CN109889083A (zh) | 振动型马达、镜头设备以及电子设备 | |
JP2002521224A (ja) | 曲げられた面のための研磨装置 | |
JP2001286165A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
CN109980986A (zh) | 振动型马达、镜头设备和电子装置 | |
JP2019103371A (ja) | 振動波モータ及び振動波モータを用いたレンズ駆動装置 | |
JPS59110388A (ja) | 振動波モ−タ | |
JP2871768B2 (ja) | 超音波モータ | |
WO2020229290A1 (en) | Drive unit and method for operating a drive unit | |
JP6869751B2 (ja) | 振動波モータ及び振動波モータを有する光学装置 | |
JP2019126161A (ja) | 振動波モータおよび振動波モータを用いたレンズ駆動装置 | |
JP2005086991A (ja) | 圧電アクチュエータ、モータおよび圧電アクチュエータを備えた機器 | |
US8531086B2 (en) | Vibration actuator, lens barrel, and camera | |
JP2006238677A (ja) | 駆動装置 | |
US8736976B2 (en) | Oscillation motor and lens driving mechanism | |
JP2003090283A (ja) | 駆動装置 | |
JP4910381B2 (ja) | 駆動装置、駆動システム及び駆動方法 | |
JP2020102971A (ja) | 振動波モータ | |
JPH07308081A (ja) | 超音波モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |